2020/05. szám

Nemcsak a mechanikai tulajdonságok határozzák meg a műanyagok alkalmasságát a fémek helyettesítésére. A kihívást jelentő extrém körülmények esetén – a tengeri offshore alkalmazásoktól a magas hőmérsékletű motortérig – a műanyagok korrózióállósága, barrier tulajdonságaik és más anyagokkal, műanyagokkal előállítható kombinációik teszik lehetővé a fémek kiváltását.

A korom a műanyagiparnak és a gumiiparnak fontos adaléka. A kormot (carbon black – CB) gyártó cégek fejlesztési tevékenységének középpontjában továbbra is a fenntarthatóság áll, aminek fontos része a használt gumiabroncsokból való koromgyártás. A primer koromgyártás technológiáját is fejlesztik. Az alábbiakban az olvasó átfogó képet kap a világ koromgyárainak tevékenységéről.

A HDT a műanyagok terhelés alatti deformációjának kezdeti hőmérséklete, amelyet évtizedek óta alkalmaznak a műanyagok hőállóságának jellemzésére. Ez egy ún. egy pontos érték, amely csak a vizsgálat körülményei között érvényes. A műanyagok tulajdonságait mélyebben tanulmányozó kutatók már hosszú évek óta igyekeznek az ipari szakembereket meggyőzni arról, hogy helyette inkább a dinamikus mechanikai elemzést (DMA) kellene alkalmazni, a feldolgozó üzemek mérnökeinek többsége ezt az eljárást túl bonyolultnak tartja. Egy amerikai tanácsadó cég vezetője, M. Sepe cikksorozatában azt mutatja be, hogy a DMA görbékből bonyolult matematikai számítások nélkül is nagyon fontos információkat lehet kapni a műanyagok tulajdonságairól. Publikációnk előző számban megjelent 1. része azzal foglalkozott, hogy mennyivel többet árul el a DMA a vizsgált műanyag rugalmassági modulusáról, mint a HDT (amely lényegében az a hőmérséklet, amelynél a polimer rugalmassági modulusa hirtelen csökken); az ebben a számban megjelenő 2. rész pedig a DMA görbékből leolvasható további hasznos ismereteket tárja fel.

A kofröccsöntés kétkomponenses technológia, amelyben a két ömledéket szakaszosan vezetik be ugyanabba a szerszámfészekbe. A Milacron, a Kortec és a Mold Masters cég összeolvadása lehetővé tette egy olyan korszerű, automatizált kofröccsöntési technológia kifejlesztését, amely bármely meglévő fröccsöntő gépre telepíthető, ez által bevezetése viszonylag kis beruházással megoldható.

Napjainkban a műanyag-feldolgozó gépek anyagellátása teljesen automatizált, központi irányítással működik. Egy modern rendszer tartalmazza a tárolótartályokat, a szárítókat, a navigátort és az anyagleválasztást. Ezen felül valamennyi paramétert rögzítenek: anyagváltások szárítási hőmérséklet stb. A rendszer minden anyagtételt követ a fröccsgépig.

A hőformázók 2019-ben az USA-ban, Milwaukee-ben tartott konferenciájukon, Európában a K 2019-es düsseldorfi vásáron mutathatták be újdonságaikat. A kiemelkedő termékeket az USA-ban iparáganként díjazták is. Az európai vásáron inkább a gépgyártók jelentek meg egyre többet tudó gyártóeszközeikkel. A Stuttgarti Egyetem Műanyag-technológiai Intézetében inline vastagságelosztást mérő eljárás és ezt automatikusan szabályozó vezérlés megoldásán dolgoznak.

A kis átmérőjű csövek koextrúziójánál a jó minőség biztosításához fontos a különböző hőmérsékletű rétegek termikus elszeparálása a szerszámon belül, illetve az egyes csőrétegeket felépítő polimerömledék hegedési varratok nélküli egyesítése. A kompaundálásra már 60 éve óta sikeresen alkalmazott kétcsigás extruderek egyre hatékonyabbá válnak a folyamatos fejlesztések és a digitalizáció következtében. A gépgyártók egyre újabb megoldásokkal javítják extrudereik teljesítményét.

A 3D nyomtatás töretlenül fejlődik, de még mindig elsősorban a gyors prototípus gyártásra és a kis szériás termelés egy részére korlátozódik. Folyamatos az új anyagok és technológiák kifejlesztése. Egyre nő a partnerkapcsolatokban megvalósított fejlesztések aránya.

Az FLM technológiával végzett 3D nyomtatásnál fontos a tárgyasztal és az első polimer réteg jó tapadása. Ezt a tárgyasztal és a polimer anyagának típusán túl elsősorban a tárgyasztal hőmérséklete befolyásolja. Az alapanyagok fejlesztésénél két irányzat észlelhető, az egyik a csak a saját nyomtató típuscsaláddal feldolgozható anyagokat fejleszti, a másik pedig arra törekszik, hogy az alapanyagot minél több nyomtató típussal fel lehessen dolgozni. A 3D nyomtatás fejlődését a nyílt hozzáférési anyagok tudják igazán felgyorsítani.

Két elem vagy anyag összekötése elvégezhető szegecseléssel, csavarozással, hegesztéssel vagy ragasztással. A műanyagok világában az utóbbinak alárendelt szerepe van, de néha a ragasztó alkalmazása lehet a legcélszerűbb megoldás. Egy németországi főiskolán pl. az autógyártás felkérésére olyan ragasztó kifejlesztésén dolgoznak, amely nemcsak a ragasztott felületek közötti kötést szolgálja, hanem balesetkor az ütközés energiájának egy részét is képes elnyelni. Ha egy tervező a ragasztást választja egy feladat megoldására, a képernyőn megjelenő széles kínálatból nem könnyen tudja kiválasztani a legalkalmasabb típust. A neten elérhető Substratec navigátor segítségével azonban könnyen és gyorsan megtalálhatja az optimális változatot. 2021-ben pedig talán már a 3D nyomtatásnak is lesz hasonló keresőnavigátora.

A műanyagok autóipari fejlesztései a környezetvédelemre és a fenntartható fejlődésre irányulnak, ezen belül kiemelkedő szerepet kaptak az elektromos meghajtással kapcsolatos megoldások. Az európai hatósági előírások tovább erősítik az elektromos meghajtású gépkocsik elterjedését, ami fokozza a súlycsökkentésre és a komplex szerkezetek gyártására irányuló, elsősorban a műanyagiparnak kedvező trendeket. Egyre több fejlesztés irányul az önvezető gépkocsikra és a gépkocsik megosztásának rohamosan bővülő bevezetésére.

A műanyagok egyik fontos alkalmazási területe az autóipar, amely folyamatosan új kihívások elé állítja a műanyagipart. Ma már nem az elektromos autó a legfőbb újdonság, hanem a változó közlekedési szokásoknak, a fenntarthatóság követelményeinek való megfelelés.

A sztreccsfóliák népszerű csomagolóanyagok a gyűjtőcsomagolások kialakításában. Előnyös tulajdonságaik miatt jól állják a versenyt a zsugorfóliákkal. Ma már többféle alapanyagból gyártanak sztreccsfóliákat, amivel a fólia tulajdonságait az adott csomagolási célhoz lehet igazítani. Az öt legnagyobb piaci szereplő a piac mintegy 80% -át birtokolja.

Az elmúlt években a közvélemény a műanyagok ellen fordult, elsősorban a néha nagyon szép tájakon is felhalmozódott hulladékhegyek és az óceánokat szennyező szemét miatt. Elszántabb „környezetvédők” már-már a műanyagok teljes kitiltását szorgalmazzák. Meglepődnének, ha ez hirtelen bekövetkezne, mert jelenlegi életmódjuk, kényelmük, biztonságuk, mobilitásuk, orvosi ellátásuk igen csak csorbát szenvedne, és a világon sok millió ember veszítené el munkahelyét. A műanyagipar igyekszik reális képet adni ennek az anyagfajtának a hasznosságáról, és bemutatni, hogy ez az iparág mekkora erőfeszítéseket tesz a környezet megóvására és megtisztítására. Ezt egy új mozgalom, a What Is Plastic minden erejével támogatja. A túlzott hulladékképződés és annak helytelen kezelése nem tagadható. A nyugati fejlett országok önzése és lelkiismeretlensége néhány távoli fejlődő országot valóságos szemétlerakóvá alakított az odaszállított „újrafeldolgozandó” hulladékkal. 2017-ben Kína, később más országok is megtagadták az ilyen küldemények átvételét. Az 1992-ben hatályba lépett Bázeli Egyezmény – amelyhez eddig 53 ország csatlakozott – alkotói megpróbálják a hulladékexport/import ügyét rendezni úgy, hogy az mindkét fél számára hasznos legyen. Legutóbbi módosítását 2019-ben fogadták el, és 2021. január 1-én lép majd hatályba.